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第三单元基因的本质一、DNA是遗传物质的证据1．间接证据(早期推测)A:蛋白质是遗传物质(20世纪20年代)各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着。蛋白质遗传信息结论：是遗传物质。蛋白质一、DNA是遗传物质的证据1．间接证据(早期推测)稳定DNA蛋白质DNADNA连续B:DNA是遗传物质1、探索遗传物质的过程是漫长的．直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异B.蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息C练习：遗传物质必须具备的特点1、具有存储巨大数量信息的可能2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制3、控制生物的性状和新陈代谢4、分子结构相对稳定问题：两种不同的推测如何求证呢？一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)菌落荚膜毒性R型细菌菌落粗糙无多糖荚膜S型细菌菌落光滑有多糖荚膜两种菌落的比较无毒有毒一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)①注入R型活细菌，小鼠不死亡。②注入S型活细菌，小鼠死亡。一、DNA是遗传物质的证据④R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入，小鼠死亡。③注入加热杀死的S型细菌，小鼠不死亡。2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——实验结果：从第四组小鼠体内分理处S型活细菌转化因子一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即发现问题―→提出假说―→实验验证―→得出结论的前两步，后两步由艾弗里完成。如果请你设计一个实验来确定转化因子，你的实验设计思路是什么?一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验②艾弗里转化实验(体外转化)S型细菌分别与R型活细菌培养R型R型R型与S型分离多糖蛋白质DNADNA酶R型一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验②艾弗里转化实验(体外转化)实验结果：①只有加入DNA才转化；②DNA越纯，转化越有效；③用DNA酶处理DNA，不再转化。实验结论:转化因子是DNA。一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验②艾弗里转化实验(体外转化)艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？①把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用；②设计对照实验，用DNA酶处理，观察DNA的作用。2、将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是R型菌被小鼠的免疫系统所消灭b、曲线bc段上升的原因是部分R型细菌转化为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降0含量时间abcR型细菌S型细菌练习：一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验②艾弗里转化实验(体外转化)艾弗里的实验有什么不足之处？受技术限制DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(2)噬菌体侵染细菌实验T2噬菌体模式图噬菌体：细菌病毒，寄生在细菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。DNA（主要元素是C、H、O、N、P）蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）思考：为什么要用35S和32P标记？用14C和18O等标记行吗？蔡斯和赫尔希的实验设计：1、在噬菌体侵染细菌的实验中，用31P的同位素32P和32S的同位素35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：亲代噬菌体大肠杆菌子代噬菌体蛋白质或氨基酸35S32S32SDNA32P31P32P和31P？？蔡斯和赫尔希的实验设计：2、在噬菌体侵染细菌后、大肠杆菌裂解前搅拌，使细菌外的噬菌体与细菌分离；3、离心后取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：分组噬菌体的标记上清液沉淀物A35S很高很低B32P很低很高结论：才是真正的遗传物质DNA上清液中主要是什么物质？沉淀物中主要是什么物质？噬菌体颗粒被感染大肠杆菌用放射性同位素35S标记外壳蛋白质细菌内无放射性用放射性同位素32P标记内部DNA细菌内有放射性蔡斯和赫尔希的实验设计：在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：亲代噬菌体大肠杆菌子代噬菌体蛋白质或氨基酸35S32S32SDNA32P31P32P和31P？？3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：①上清液和沉淀物中的成分分别是和，原因是：。②进入细菌体内的是噬菌体的,依据是：。③该实验能否证明DNA是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？噬菌体外壳细菌两者密度不同DNA放射性32P只存在于沉淀物中只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。练习：C3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：④T2噬菌体复制所需原料来自，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是。大肠杆菌大肠杆菌的核糖体4、噬菌体侵染细菌实验不能证明（）①DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性②DNA分子结构的相对稳定性③DNA能指导蛋白质的合成④DNA能产生可遗传变异⑤DNA是遗传物质⑥DNA是主要的遗传物质A．①②③④B．①③⑤C．②④⑥D．④⑥返回练习：二、DNA是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：实验过程二、DNA是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据结论：烟草花叶病毒的遗传物质是。RNA2．DNA是主要的遗传物质——普遍性规律(1)一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。(2)凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。(3)DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA；只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA。结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。二、DNA是主要的遗传物质返回(1)虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不同(前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪法)，但思路基本一致，且都遵循了对照原则。(2)两个实验的结论都是DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。2．证明DNA是遗传物质的实验5、(2010·青岛质检)下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是()A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是B练习：格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论不正确的是()A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB．说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌C．说明了R型活菌是无毒性的D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的A[解析]格里菲思的实验属于体内转化实验，不能证明遗传物质是什么，只能证明S型细菌含有能让R型细菌转化的转化因子。例2【2010·天津一中】赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，以下实验步骤的先后顺序为()①用分别含有35S和32P的培养基培养细菌②利用培养基培养噬菌体③用噬菌体分别与含有35S和32P的细菌混合培养④放射性检测⑤离心分离A．①③⑤④B．①③④⑤C．①②③④⑤D．②①③⑤④[点评]解决该题要求学生对实验过程的理解。注意不能直接用培养基培养无独立代谢能力的噬菌体。而下面的变式题主要考查学生对噬菌体侵染细菌过程的理解。(双选)科学家用含有15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后15N()A．发现于T2噬菌体的DNA中B．仅发现于T2噬菌体的DNA中C．发现于T2噬菌体的外壳中D．仅发现于T2噬菌体的外壳中下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸B[解析]豌豆(细胞生物)的遗传物质只有DNA，A错；酵母菌是真核生物，染色体是遗传物质的主要载体，线粒体中有少量分布，B对；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。[点评]解决该题学生需要熟练掌握DNA、RNA的组成成分及各类生物的遗传物质。本题检测学生对遗传物质种类及组成的掌握程度，而下面的变式题从生物遗传物质的种类进行考查。下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述正确的是()A．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNAB．“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”都证明了DNA是主要遗传物质C．大多数真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，少数是RNAD．部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNAD[解析]病毒的遗传物质是DNA或者RNA，而细胞生物的遗传物质都是DNA，所以D选项正确，C、A选项都错误；肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要遗传物质，所以B选项错误。第21讲DNA分子的结构、复制和与基因的关系一、DNA分子的结构回顾与讨论：DNA分子的元素组成是什么？组成DNA分子的基本单位是什么？有几种？分别是什么？它们的区别在哪种成分上？脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基P鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸ATCG磷酸二酯键(3)DNA分子是由许多个脱氧核苷酸通过聚合方式相互连接形成脱氧核苷酸长链(脱氧核苷酸之间通过形成磷酸二酯键连接)，每个DNA分子含两条脱氧核苷酸长链。图19－2面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）DNA双螺旋结构模型的构建AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA双螺旋结构的主要特点碱基对另一碱基对嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNA分子的多样性就体现在多样的碱基（对）排列顺序中。碱基的排列顺序代表着遗传信息例1【2010·长沙模拟】图19－4是四位同学制作的DNA分子结构模型，其中正确的是()图19－4第19讲│要点探究B[解析]构成DNA分子的基本结构单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成，磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上，碱基是连接在第一位碳